MEMOIRE DE PROJET DE FIN

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1 MEMOIRE DE PROJET DE FIN D ETUDES SPECIALIT E G EN IE CIV I L ETUDE DES METHODES COMPLETES DU CHANTIER DE LA TOUR DE CONTROLE D ENTZHEIM Auteur : Jean-Baptiste FICKINGER INSA de Strasbourg, spécialité génie civil Tuteur Entreprise : Fabrice BERLIE Responsable Méthodes EIFFAGE Construction Alsace Franche Comté Tuteur INSA : Bertrand GUYVARC H Professeur agrégé en Génie Civil J UIN 2012

2 REMERCIEMENTS Tous mes remerciements vont à Monsieur Denis TRITSCHLER, Directeur Régional Délégué, à Monsieur Patrick FOESSER, Directeur de la l agence de Strasbourg, et à Monsieur Fabrice BERLIE, Responsable Méthodes Alsace Franche Comté, pour la confiance qu ils m ont accordée en m accueillant au sein de leur équipe et pour m avoir permis de réaliser ce PFE riche en enseignements. Je remercie également Monsieur Fabrice BERLIE pour ses conseils avisés et l expérience qu il a su me transmettre. Je voudrais aussi remercier Monsieur Hervé ETLING, en charge du projet de la tour de contrôle, ainsi que Monsieur Christophe UHRIG, ingénieurs méthodes, de m avoir éclairé et conseillé au quotidien. Ces conseils ont guidé mes choix et mes démarches et m ont permis de tirer le meilleur profit de cette expérience professionnelle. J associe également Monsieur Bertrand GUYVARC H, Professeur agrégé à l INSA de Strasbourg, à mes remerciements. En tant que tuteur il a su m encadrer et me guider dans mon PFE. Je tiens encore à exprimer ma reconnaissance à l équipe d encadrement du chantier, à Monsieur Calvisio DONATO, chef de chantier, pour l expérience et le savoir qu il a su partager avec moi, ainsi qu à Monsieur Edouard DIDIER, conducteur de travaux principal, pour les conseils qu il m a donné. Enfin, je remercie l ensemble des collaborateurs d Eiffage pour leur accueil et leur sympathie. Dans cette optique je remercie également mes deux collègues stagiaires, Lucas OSTERMANN et Gaëtan LEBLANC. 2

3 RESUME Ce projet consiste en la construction d une nouvelle tour de contrôle pour l aéroport de Strasbourg - Entzheim. L ouvrage sera constitué d une tour de contrôle recevant une vigie de 80 m² et d un bloc technique composé de locaux techniques et de bureaux pour le personnel du Service de la Navigation Aérienne. Eiffage Construction intervient sur ce projet, comme entreprise en charge du lot comportant le gros œuvre et des façades préfabriquées. La caractéristique principale de ce projet est la construction de la tour de contrôle, constituée de deux blocs, de 3,50 m x 4,50 m de section pour le petit et de 4,50 m x 4,50 m pour le grand, qui se rejoignent au niveau de la vigie. Le plancher bas de la vigie s élève à une vingtaine de mètre au dessus du niveau du sol, le plancher haut quant à lui s élève à une trentaine de mètre. Par ailleurs, les caractéristiques architecturales du projet en font un projet atypique et particulièrement intéressant techniquement. Intégré pendant ces vingt et une semaines de PFE au service Méthodes d Eiffage Construction, il m a été donné comme objectif l étude complète des méthodes de ce projet. La période de mon stage coïncide avec la phase de préparation de chantier que j ai pu suivre en quasi-intégralité. Mes objectifs ont donc consisté en l étude des différents phasages, modes opératoires et constructifs relatifs à ce chantier. Il m a également été donné l opportunité d étudier de manière plus spécifique les coffrages spéciaux et l étaiement de soutien de la partie haute de la construction. En effet, la détermination des modes opératoires et la détermination des matériels à utiliser sont deux éléments centraux de l étude des méthodes de ce projet. Ces éléments de l étude ont pour but d éviter au maximum tous les éventuels problèmes auxquels peut être soumis le chantier. Ils permettent également une prévision et une préparation optimale des tâches à réaliser. Il incombe également au service méthodes d établir le planning prévisionnel de l opération. Diverses variantes sont étudiées afin de sélectionner la solution optimale. Suite à un retard de remise de l Ordre de Service, le démarrage de chantier a pris du retard, la durée des travaux contractuelle a été modifiée. La période de préparation s en est retrouvée prolongée, et le planning modifié. Un planning ne comportant qu une seule grue, contrairement aux deux initialement prévues a alors été établi. Il s agit du planning d exécution. MOTS CLES : Méthodes, modes constructifs, modes opératoires, phasage, planification. 3

4 ABSTRACT This project deals with the construction of a new control tower for the airport of Strasbourg - Entzheim. It consists of a control tower receiving a lookout of 80 m² and a block composed of technical equipment rooms and offices for the staff of the Service of the Aviation. Eiffage Construction intervenes on this project, as company in charge of structural works and the facades. The main characteristic of this project is the construction of the control tower, constituted by two blocks, which join at the level of the lookout. The bottom floor of the lookout stands at about twenty meters above ground level, the high floor amounts to about thirty meters. Moreover, the architectural features of the project make it a particularly interesting and unusual project. During these twenty-one weeks internship in Eiffage methods service, it was given to me as objective the complete study of the methods of this construction. The period of my internship coincides with the phase of site preparation that I have been able to follow almost entirely. My objectives have consisted in the study of different phasing, and in procedures and construction methods relative to this construction site. I have also been given the opportunity to study in a more specific way the special formwork and shoring to support the upper part of the construction. Indeed, the determination of procedures and the identification of materials to be used are two central elements of the study of the methods of this project. These elements of the study are intended to avoid the problems to which the construction site can be subjected. They also allow a prediction and an optimal preparation of the tasks to realize. It also falls to the methods service to establish the projected schedule of the operation. Various alternatives are studied to select the optimal solution. Following a late delivery of the Work Order, the start of construction was delayed, the duration of the work contract was amended. The preparation period is extended is found, and the schedule changed. A schedule with only one crane, unlike the two initially planned was then established. This is the execution schedule. KEY WORDS : Methods study, construction methods, procedures, phasing, planning. 4

5 SOMMAIRE Introduction Présentation de l entreprise Eiffage construction, une filiale du groupe Eiffage Le groupe Eiffage La filiale Eiffage Construction Eiffage construction Alsace Franche Comté Le service méthodes Présentation du sujet de PFE Problématique Objectifs Objectifs entreprise Objectifs personnels Planning Présentation du projet Description de l ouvrage Les acteurs du projet Planning des travaux Le rôle d Eiffage Construction Cellule de synthèse Encadrement du chantier Architecture Particularités techniques Conception parasismique Protection contre la foudre Installation de chantier Installation de chantier Servitude aéronautique Bloc technique Les fondations Les poutres Les poteaux

6 5.4. Les dalles Les voiles Façades préfabriquées Modes opératoires envisagés Liaisonnement des auvents Contraintes architecturales mode opératoire de pose retenu Fûts de la tour Modes constructifs Exigences architecturales Contraintes liées au planning L outil de coffrage spécial Le coffrage Les plateaux intérieurs Les consoles pignon Platelage provisoire Les contraintes et la descente de charges Réseau de profilés Premier niveau de platelage à +15,34m Second niveau de platelage à +21,50m Voiles tulipes et vigie Exigences architecturales et contraintes Mode constructif : les voiles elliptiques Mode constructif : la vigie Les voiles courbes Les voiles «oreilles» Conclusion

7 LISTE DES FIGURES Figure : Répartition par activité du chiffre d affaire Figure : Eiffage, plus d'un siècle de grands chantiers Figure : Eiffage construction - Chiffres clés Figure : Schéma euristique du PFE Figure 2.3-1: Localisation du site Figure : Modélisation 3D de la structure Figure : Vue 3D de la tour Figure : Prise en compte de la servitude aéronautique Figure 6-1 : Vue 3D du projet, avec aperçu des façades préfabriquées Figure : Principe de pose des façades Figure : Principe de pose des façades Figure : Principe de liaisonnement des auvents Figure : Mode opératoire de pose des façades retenu Figure 7-1 : Fûts de la tour Figure : Calepinage des façades (1/2) Figure : Calepinage des façades (2/2) Figure : Extrait du Phasage de la réalisation des fûts de la tour Figure : Calepinage de la solution "à l'avancement" Figure : Vue un coupe d un niveau de la tour (au niveau de la passerelle à + 14,35m) Figure : Vue de l'outil de coffrage intérieur Figure : Principe d'angles de décoffrage Figure : Coupe sur le grand fût, apreçu des plateaux de travail Figure : Plateaux de travail - système de clapet (1/2) Figure 7.4-6: Plateaux de travail - système de clapet (2/2) Figure : Vue en plan des réservations pour les plateaux de travail dans les prémurs Figure : Calepinage des réservations pour les plateaux de travail dans les prémurs Figure : Consoles Sateco Figure : Attache volante Sateco "standard" Figure : Attache volante Sateco "nez de voile" Figure : Vue en plan des consoles pignon Figure : Platelage provisoire - Vue du réseau de profilés Figure : Platelage provisoire Vue du premier niveau (+15,34m) Figure : Platelage provisoire : Vue du second niveau (+21,50m) Figure : Voiles elliptiques, vue en plan Figure : Coupe sur les voiles elliptiques Figure : Vue de la jonction entre les voiles elliptiques et la vigie Figure : Vue 3D de la solution HANS pour les voiles elliptiques Figure : Vue 3D de la solution HANS pour les voiles courbes de la vigie

8 LISTE DES TABLEAUX Tableau 3.1-1: Désignation des différents lots du marché Tableau : Les acteurs du projet Tableau : Caractéristiques des parements

9 INTRODUCTION Dans le cadre de ma formation d ingénieur en Génie Civil de l INSA de Strasbourg, j ai réalisé mon Projet de Fin d Etudes au sein de l entreprise Eiffage Construction, dans l agence d Oberhausbergen. Les stages ST1 et ST2 m ayant déjà permis d avoir un aperçu de différents secteurs d activité et donc de différents métiers, j ai pu choisir le domaine qui m intéressait le plus et qui me correspondait le mieux. Ainsi, après avoir réalisé un stage ouvrier dans le domaine des travaux publics, des réseaux et de la voirie, j ai orienté ma formation professionnelle vers la construction. J ai ainsi réalisé mon second stage en bureau d études d ouvrages d arts, ce qui ma ouvert les yeux sur un métier différent, et m a permis de comprendre les contraintes qui s y rattachaient, et ainsi, d aguerrir une vision plus globale du monde de la construction. Cependant, bien que ce stage fût enrichissant, ce métier ne correspondait pas à mes attentes professionnelles. C est ainsi, qu au moment de choisir mon Projet de Fin d Etudes, après avoir réalisé une introspection réfléchie dans l optique de cerner au mieux mes attentes professionnelles et le métier qui me correspondrait le mieux, j ai choisi de m orienter vers un sujet «méthodes». Ce choix fût motivé par le but de me rapprocher du monde des travaux, et de rejoindre une entreprise générale de construction. Ainsi, j ai choisi le sujet de l étude des méthodes complètes du chantier de la tour de contrôle d Entzheim, proposé par le service Méthodes d Eiffage Construction. En outre ce sujet semblait être, et à juste titre, notamment à cause des différents aspects techniques qu il englobe, un sujet très formateur, et idéal dans l optique de découvrir un grand nombre de facettes du métier d ingénieur Génie Civil. Les rôles du service Méthodes sont divers et variés. L un de ses rôles principaux consiste en la recherche des modes constructifs et opératoires les plus adéquats, d un point de vue du coût, des délais, de la sécurité et de la qualité. Le lien avec le chantier est évident, et une étroite collaboration avec le service Travaux est donc primordiale. Cependant, pour mener ses missions à bien, le service Méthodes ne collabore pas seulement qu avec les Travaux. En effet, le service est régulièrement amené à collaborer avec les services des Etudes de prix, les bureaux d études structures et le service Achats de l entreprise. Mon Projet de Fin d Etudes s inscrit donc dans ce processus, et est consacré à l étude des méthodes du chantier de la tour de contrôle d Entzheim. Ce projet est l occasion pour moi de clôturer ma formation et d approfondir mes connaissances dans le domaine technique. Par ailleurs, ce stage a également été l occasion pour moi, tant de mettre en pratique mes connaissances théoriques, que d approfondir mes connaissances du milieu professionnel et des problématiques liés à l exercice du métier d ingénieur Génie Civil. Par ailleurs, Eiffage Construction est une filiale du groupe Eiffage, l un des groupes majeurs du BTP au niveau européen. L optique d intégrer une entreprise de cette envergure, possédant une expérience et des moyens certains a également pesé dans mon choix d intégrer le service méthodes d Eiffage Construction pour réaliser mon Projet de Fin d Etudes. Le rapport qui suit est divisé en 9 parties. Après avoir présenté le groupe Eiffage, le projet en luimême, j aborderai dans les parties suivantes, l ensemble des études méthodes réalisées. 9

10 1. PRESENTATION DE L ENTREPRISE 1.1. EIFFAGE CONSTRUCTION, UNE FILIALE DU GROUP E EIFFAGE LE GRO UP E EIFFAGE Né en 1992 de la fusion entre SAE et Fougerolles, Eiffage rassemble près de collaborateurs et exerce ses activités autour de 5 métiers : concessions et PPP, construction, travaux publics, énergie, et métal. Actuellement 5 ème groupe Européen du BTP et des concessions, Eiffage réalise un chiffre d affaires d environ 13,5 milliards d euros (en 2010). FIGURE : REPARTITION PAR ACTIVITE DU CHIFFRE D AFFAIRE 2010 Les compétences complémentaires du groupe lui permettent d être présent et de s illustrer sur des chantiers de grande envergure tel que le Viaduc de Millau, le Grand Stade de Lille Métropole, la LGV belge FIGURE : EIFFAGE, PLUS D'UN SIECLE DE GRANDS CHANTIERS 10

11 LA FI LI ALE EIFFAGE CO NST RUCTIO N 3 ème acteur Français du BTP et 5 ème Européen, Eiffage Construction réunit l ensemble des métiers liés à l aménagement urbain, la promotion immobilière, la construction, la maintenance et le facility management. Par ailleurs, l entreprise est fortement implantée dans chaque région de France, à travers 11 directions régionales, ainsi qu au Benelux, au Portugal, en Pologne, en République Tchèque et en Slovaquie. Cette organisation lui permet d être réactif et proche des chantiers tout en disposant de la puissance du groupe par la mutualisation des moyens (matériel et achat). FIGURE : EIFFAGE CONSTRUCTION - CHIFFRES CLES EIFFAGE CONSTRUCTION ALSACE FRANCHE COMTE En France, Eiffage Construction est partitionnée en 11 directions régionales. Eiffage construction Alsace Franche Comté est quant à elle l une des entités de la direction régionale Grand Est qui comprend également la région Champagne Ardennes, la Bourgogne ainsi que la Lorraine. Elle représente un chiffre d affaires en 2010 de 88,9 millions d euros sur les 250 millions de la région Grand Est. En 2011, les effectifs sont de 495 employés (84 cadres, 98 ETAM, 301 ouvriers et 12 apprentis). Spécialisée dans les différents domaines de la construction tels les bâtiments industriels, les bureaux, les ouvrages de Génie Civil, les ouvrages d art, les logements, les réhabilitations et rénovations ; Eiffage Construction Alsace Franche Comté est un acteur régional majeur. L aéroport Bâle Mulhouse, l hôtel de police, l UGC Ciné Cité et la médiathèque André Malraux de Strasbourg pour ne citer qu eux font figure de référence parmi les réalisations d Eiffage Construction en Alsace Franche Comté. 11

12 1.3. LE SERVICE METHODES Eiffage Construction Alsace Franche Comté compte quatre agences, et un seul service Méthodes, basé à l agence d Oberhausbergen (Eiffage Strasbourg). Ce service intervient dès la phase d appel d offres pour définir les principes constructifs principaux qui seront proposés à l équipe travaux en phase exécution. Ces principes restent, bien évidemment, à valider en phase EXE par l équipe travaux qui reste pleinement engagée sur les moyens qu elle met en œuvre. Les missions qui peuvent être confiées au service méthodes englobent les principes suivants : Recherche et analyse des contraintes de construction, Proposition de modes de construction Réflexion sur les moyens de mise en œuvre : o Calendriers prévisionnels en Main d œuvre et matériels o Plan d installation de chantier o Définition du matériel (choix et gestion) o Schémas techniques sur points spécifiques Ainsi, c est au service des méthodes que revient la recherche des modes constructifs les plus adéquats au projet en les comparant et en les optimisant d un point de vue du coût, des délais, de la sécurité et de la qualité. Le besoin en matériel et en main d œuvre est également déterminé. L équipe méthodes qui est basée aux bureaux à Oberhausbergen est constituée : d un responsable méthodes : Mr. Fabrice BERLIE, qui anime et dirige la cellule de deux ingénieurs méthodes : Mr Hervé ETLING et Mr Christophe UHRIG Le service intervient de façon ponctuelle ou prolongée pour les différents chantiers par lesquels il est sollicité. 12

13 2. PRESENTATION DU SUJET DE PFE Les différents paragraphes suivants permettent de présenter ce Projet de Fin d Etudes. La thématique centrale porte sur l étude des méthodes du chantier de la tour de contrôle d Entzheim PROBLEMATIQUE Le schéma euristique qui suit permet de résumer le sujet de ce PFE. FIGURE : SCHEMA EURISTIQUE DU PFE Ainsi, l objectif de ce Projet de Fin d Etudes a été de définir les méthodes du chantier de la tour de contrôle de l aéroport d Entzheim. La complexité technique du projet a rendu la mission du service méthodes d autant plus importante. 13

14 2.2. OBJECTIFS OBJECTI FS EN T R EP RISE Concernant l entreprise Eiffage Construction, l objectif a été de fournir un appui méthodes à Hervé Etling, ingénieur méthodes. Ce projet, touchant à de nombreux domaines techniques, permet ainsi de mettre en application les connaissances théoriques de l étudiant tout en approfondissant ses connaissances dans le domaine technique et professionnel OBJECTI FS PERSONN ELS Mon objectif principal lors de ce PFE a été la finalisation de ma formation et la découverte d un métier. En effet, après une formation principalement «scolaire», ce stage était le moment opportun pour se mettre dans un environnement professionnel afin de se préparer à la vie active qui démarre juste après le PFE PLANNING Afin d organiser mon travail durant ce PFE, le planning suivant a été proposé par l entreprise. Ce dernier permet de visualiser globalement l agencement des tâches à réaliser. Les différentes dates ne sont pas à prendre dans le sens de dates butoirs, mais bien plutôt à titre informatif. 14

15 3. PRESENTATION DU PROJET L ouvrage étudié est constitué d un bloc technique et d une tour sur laquelle culmine une vigie à une hauteur d environ 30 mètres. FIGURE 2.3-1: LOCALISATION DU SITE L ouvrage en question vise à remplacer la tour de contrôle actuelle, érigée en En dépit du fait que l aéroport perd de l affluence au profit de la LGV, cette tour est également le fruit d un besoin de contrôle des voies aériennes dans la région par le Service de la Navigation Aérienne (SNA) du Nord- Est DESCRIPTION DE L OUVRAGE Le projet concerne la construction d un nouveau bloc technique du service de la navigation aérienne pour l aéroport de Strasbourg - Entzheim. Le bloc technique est composé d une tour de contrôle recevant une vigie de 80 m² et d un bloc technique proprement dit composé de locaux techniques et de bureaux pour le personnel du SNA. Cet ensemble permettra d accueillir tous les nouveaux systèmes du contrôle aérien. Après travaux, cet ensemble comprendra : Bloc technique : o Niveau sous sol : Une galerie technique et des locaux techniques. o Niveau rez-de-chaussée : Un hall d accueil sur 2 niveaux Une cafétéria Des bureaux Une salle technique et sa salle de supervision 15

16 Des sanitaires et des vestiaires Des locaux techniques Des garages pour les véhicules de service o Niveau 1 er étage (+4,50) : Un vide sur l accueil Des bureaux o Niveau terrasse : Des équipements techniques à l air libre tels que CTA, groupe froid, etc La tour : Pour des raisons de résistance sismique, la vigie de la tour est portée par deux pieds en béton armé, l un abrite un escalier protégé et des gaines techniques, l autre un ascenseur de capacité 1250 kg et des gaines techniques. o Au niveau +22,45 se trouve : Une chambre avec ses sanitaires Une salle de repas avec sa kitchenette et des sanitaires Un local technique o Au niveau +25,40 se trouve un plénum technique distribuant les différentes gaines (climatisation et électricité) destinés à la vigie. o Au niveau +26,40 se trouve une coursive périphérique permettant d accéder aux organes de contrôle sans perturber le travail des contrôleurs. o Au niveau +27,90 se trouve un podium réservé aux contrôleurs. o Au niveau +32,90 se trouve la toiture terrasse supportant les antennes. FIGURE : MODELISATION 3D DE LA STRUCTURE 16

17 Le marché a été obtenu en remettant une offre à la consultation qui avait été lancée par le Maître d Ouvrage, selon la procédure de l appel d offres ouvert (candidature et offre de prix simultanés). L opération est allotie en 18 lots récapitulés dans le tableau suivant : TABLEAU 3.1-1: DESIGNATION DES DIFFERENTS LOTS DU MARCHE Lot 01 Lot 02 Lot 03 Lot 04 Lot 05 Lot 06 Lot 07 Lot 08 Lot 09 Lot 10 Lot 11 Lot 12 Lot 13 Lot 14 Lot 15 Lot 16 Lot 17 Lot 18 Désignation des lots VRD A - STRUCTURES B - FACADES PREFABRIQUEES A - CHARPENTE VIGIE B - FACADE VIGIE C - FACADE DE VIE ET TECHNIQUE D - TOITURE/ETANCHEITE E - SERRURERIE ETANCHEITE MENUISERIES EXTERIEURES SERRURERIE PORTES SECTIONNELLES - PORTES AUTOMATIQUES MENUISERIES INTERIEURES - MOBILIER PLANCHERS TECHNIQUES CLOISONS - DOUBLAGES - PLATRERIE CVC - PLOMBERIE ELECTRICITE APPAREILS ELEVATEURS REVETEMENTS SOLS DURS REVETEMENTS SOLS SOUPLES PEINTURE - REVETEMENTS MURAUX FAUX PLAFONDS SIGNALETIQUE Le montant total des travaux (TCE) s élève à ,50 HT. Concernant le lot gros œuvre dont Eiffage a la charge, le montant global de l opération est prévu à ,87. Ce montant ce divise en trois, ,18 HT pour la partie structure, ,54 HT pour la partie façades préfabriquées et 9 715,15 HT pour une option sur les fondations permettant une extension future du bâtiment (cette option a été acceptée). 17

18 3.2. LES ACTEURS DU PROJET Les différents acteurs du projet sont regroupés dans le tableau suivant : TABLEAU : LES ACTEURS DU PROJET MAÎTRE D OUVRAGE SNA NE CONDUCTEUR D OPERATION ARCHITECTE MANDATAIRE ARCHITECTES ASSOCIES BET STRUCTURE / FLUIDE BET STRUCTURE / FACADE VIGIE ECONOMISTE DRDE 67 Service Opérationnel ARSENE-HENRY TRIAUD AAG Agence d Architecture des Gobelins Technip TPS Van Santen & Associés CHOLLEY MINANGOY BUREAU DE CONTRÔLE SOCOTEC COORDINATEUR S.P.S. SERUE COORDINATEUR S.S.I. OPC PCA C2BI Ingénierie 18

19 3.3. PLANNING DES TRAVAUX Le planning de charge prévisionnel a été établi durant la phase d appel d offres, puis validé et complété durant la phase de préparation aux travaux. Ce dernier permet de définir les dates critiques à respecter que ce soit pour la désignation des sous traitants, la fourniture des plans nécessaires, ou la commande des matériels et matériaux. Il convient de noter que d importantes modifications ont été prises en compte lors de la phase de préparation des travaux par rapport à ce qui avait été prévu durant la phase d appel d offres. Ces changements font suite à des modifications des délais imposés par le maître d ouvrage. En effet, suite à un important retard de la remise de l Ordre de Service, un prolongement des durées de travaux a été proposé par la maîtrise d ouvrage. Ces évolutions en termes de durée ont amené Eiffage Construction à étudier un planning ne comportant qu une seule grue, contrairement aux deux grues prévues lors de la phase d appel d offres. Suite à ces études, il est ressorti qu une seule grue suffisait à réaliser les travaux dans les délais prévus. Cependant, la «marge» est relativement faible, et le planning relativement «serré». De ce fait un certain nombre de solutions constructives devront être adaptées dans l optique du respect du planning (confère paragraphes 6, 7, 8, et 9). Les dates importantes du projet (pour la version une grue) sont récapitulées dans l annexe «planning condensé» LE P LA NN ING DE T RA VA U X VE RS ION UNE G R UE E ST P RE SENTE E N A NNE XE 2.UNE VE RS IO N CONDE NSE E ST EGA LE ME NT PRE SENTE EN ANNEXE 3. 19

20 3.4. LE ROLE D EIFFAGE CONSTRUCTION Sur ce chantier, Eiffage Construction est en charge du lot 02, et a donc pour objectif d assurer les travaux de gros œuvre CELLULE DE S YNT HES E Eiffage Construction est également en charge de la cellule de synthèse. Celle-ci concerne l interface entre de nombreux lots. L équipe de travaux assure la coordination de la synthèse technique gros œuvre avec le bureau d étude de l entreprise. Les informations sont reportées sur les plans d exécution. Il est prévu que le conducteur principal de l opération assisté du bureau d études béton armé assiste aux réunions de synthèse ENCADREMENT DU CHANTI ER L organisation de ce chantier est la suivante : Le directeur d exploitation de l agence de Strasbourg, M. Olivier WEBER, impliqué à temps partiel sur l opération ; Un conducteur de travaux principal, M. Edouard DIDIER, affecté à temps plein à cette opération (période de préparation, travaux, gestion du compte prorata) ; Un chef de chantier principal, Donato CALVISIO, qui suit les travaux et participe activement à la période de préparation du chantier. Il sera présent en permanence sur le chantier. 20

21 3.5. ARCHITECTURE Ce projet se distingue de par son architecture, que se soit la forme de la tour en elle-même, mais également l ensemble des détails du bâtiment. L ensemble des contraintes architecturales du projet ajoute autant de dispositions techniques à prendre lors de la construction de la tour et du bloc technique. L un des aspects architecturaux les plus importants concerne les bétons de parement. En effet, la tour est entièrement en béton apparent, ce qui est également le cas de l ensemble des façades du bloc technique. Ces voiles doivent avoir une qualité de parement soignée C4 pour le bloc technique, et très soignée C5 pour la tour. Ces spécifications de parement imposent les caractéristiques suivantes : TABLEAU : CARACTERISTIQUES DES PAREMENTS Parement Planéité d ensemble rapportée à la règle de 2m Planéité locale rapportée à un réglet de 0,20m (creux maximal sous ce réglet) hors joint Caractéristiques de l épiderme et tolérances d aspects Soigné C4 5 mm 2 mm Uniforme et homogène - Bullage moyen : surface maximale par bulle : 1,5 cm², profondeur inférieure à 3 mm, surface du bullage : 3 % maxi - Bullage concentré : concentration de bulles par rapport au bullage moyen : 10% Très soigné C5 3 mm 1 mm - Uniforme et homogène - Bullage moyen : surface maximale par bulle : 0,3 cm², profondeur inférieure à 2 mm, surface du bullage : 2 % maxi - Bullage concentré : concentration de bulles par rapport au bullage moyen : 10% - Quelle que soit la qualité du béton, ragréage proscrit pour C5 21

22 L autre aspect architectural prépondérant concerne la forme de la tour, avec notamment des voiles de forme elliptique, visible sur la figure Ces formes particulières imposent l utilisation de coffrages spéciaux, mais aussi la mise en place de deux niveaux de platelage provisoires (Confère paragraphe 8). FIGURE : VUE 3D DE LA TOUR 22

23 3.6. PARTICULARITES TECHNIQUES La nature même du projet ainsi que sa localisation imposent un certain nombre de contraintes aux travaux CONCEPTION PARASI SMIQ UE Le premier point à noter concerne les mesures parasismiques. En effet, ce projet est situé en zone de sismicité Ib, et est de catégorie D, selon le PS92. Ce classement correspond aux ouvrages et installations dont la sécurité est primordiale pour les besoins de la Protection Civile et la survie de la région. Ainsi, l ouvrage est ferraillé de façon plus importante que la normale PROTECTION CONT R E LA FO UDR E Les installations de la Navigation Aérienne abritent des équipements électroniques et informatiques dont le bon fonctionnement est indispensable pour garantir la régularité et la sécurité du trafic aérien. Ces équipements étant sensibles aux perturbations électromagnétiques générées par les coups de foudre ou par des installations voisines (émetteur radio, ligne haute tension, relais hertzien...), ils doivent être impérativement protégés contre ces phénomènes. C est ainsi qu un certain nombre de règles doivent être mises en œuvre afin d assurer la meilleure protection possible aux installations de la Navigation Aérienne et aux équipements qui y sont installés. Le principe est d assurer la continuité électrique et la mise à la terre de la structure métallique d un bâtiment par la mise en œuvre notamment : d interconnexions soudées entre les ferraillages des structures horizontales et verticales, de liaisons en cuivre permettant le raccordement de la structure au ceinturage de terre en fond de fouille, de dispositifs de connexion assurant la liaison des fers à béton avec le reste du réseau de protection foudre. Nota : la mise en œuvre de ces éléments permet la réalisation d une cage de Faraday 23

24 4. INSTALLATION DE CHANTIER 4.1. INSTALLATION DE CHANT IER Pour les mêmes raisons que pour l établissement du planning, d importantes modifications ont été prise lors de la phase de préparation de chantier par rapport à ce qui avait été prévu lors de la phase d appel d offres. Ainsi, compte tenu des deux hypothèses de durées, deux plans d installation de chantier ont été réalisés. Deux grues pour la version «courte», prévue lors de la phase d appel d offres. Une grue pour la version «longue», envisagée et retenue lors de la phase de préparation de chantier On peut également noter ici que la grue a été dimensionnée de manière à pouvoir poser les façades préfabriquées. En effet le poids de ces dernières c est révélé dimensionnant par rapport aux autres éléments du projet SERVITUDE AÉRONAUTIQUE Par ailleurs, les contraintes liées au plan de servitude de l aéroport d Entzheim, ainsi que les surfaces de dégagement associées à l atterrissage des avions, ont été prises en compte pour l étude des méthodes constructives ainsi que pour l établissement des plans d installation de chantier. FIGURE : PRISE EN COMPTE DE LA SERVITUDE AERONAUTIQUE Surfaces de dégagement associées à l atterrissage : Il s agit de ce que l on appelle plus communément le «cône d envol et d atterrissage» à l intérieur duquel tout obstacle est interdit. En plus de respecter ces contraintes, la grue et également équipée de voyants de signalisation lumineux. L axe de la piste se situe à environ 500 m de l axe de la grue de chantier 24

25 Le «cône d envol» est constitué par un volume délimité par une surface oblique inclinée à 33.3% par rapport au plan vertical et prenant son origine à 150 m de l axe de la piste. Compte tenu de la distance du chantier par rapport à l axe de la piste, l implantation de la grue est très largement située en dehors de ce volume. Plan de servitude de l aéroport d Entzheim : Il s agit du plan horizontal et du plan oblique au-delà duquel l interférence avec un objet (la grue en l occurrence) nécessite une demande d autorisation et donc l instruction d un dossier auprès des services de la préfecture. D après les informations qui ont été communiquées par les services de l aviation civile : - Le niveau de référence de l axe de la piste se situe à l altitude NGF ; - Le nouveau plan de servitude de l aéroport, en cours d instruction, situe le plan de servitude horizontal à 45 m au dessus du niveau de référence de la piste, soit à NGF ; - Le plan de servitude latéral est constitué par le volume supérieur délimité par une surface oblique inclinée à 14.3 % par rapport à l horizontale et prenant son origine à 150 m de l axe de la piste. LE PIC DE LA P HA SE D E XECUTIO N (VERSIO N U NE GRUE ) EST P RESE NTE E N ANNE XE 4. 25

26 5. BLOC TECHNIQUE Le bâtiment appelé «bloc technique» entourant la tour de contrôle se décompose en trois niveaux : - Une galerie technique (au sous sol), - Un rez-de-chaussée, - Et un étage. Le bloc constitué des deux fûts de la tour est isolé du reste du bâtiment par un joint de dilatation. Le bâtiment repose sur un radier d épaisseur variable, au droit de la galerie technique, une structure de type longrines et semelles isolées ou semelles filantes pour ce qui est du reste du bâtiment, formant ainsi un vide sanitaire. Concernant le radier, il est le plus épais au droit des fûts de la tour, où les charges sont les plus importantes à reprendre. A cet endroit il a une épaisseur d 1,30 m. Le reste du radier est moins épais. Les étages supérieurs sont quant à eux réalisés selon un système de poteaux poutres et de prédalles. Localement, des dalles alvéolaires sont également utilisées pour pallier à des problèmes de porté entre poutres. Le contreventement de la structure ainsi que sa résistance aux efforts sismiques est assuré par les voiles LES FONDATIONS On peut noter ici qu Eiffage a réceptionné une plateforme «pré-terrassée». Il s est avéré que le niveau de cette plateforme n était pas optimal, il était en fait inférieur au niveau prévu de l arase supérieure des fondations. Certaines optimisations ont donc été nécessaires, consistant notamment à abaisser le niveau de certaines des semelles isolées, et au remblayage de certaines zones. La décision de remblayer une partie du vide sanitaire fût appuyée par une étude comparative entre le remblayage et la réalisation d une dalle coulée en place et l étaiement de cette zone LES POUTRES Comme dit précédemment, la structure du bâtiment est une structure de poteaux poutres et de dalles (prédalles et dalles alvéolaires). Il existe diverses techniques de réalisation pour les poutres qui ont chacune leurs avantages et leurs inconvénients. Le choix de la solution se fait en fonction des contraintes qu impose le chantier. Les modes les plus courants sont : la préfabrication foraine, la préfabrication en usine et le coulage en place. Au regard de l activité relativement élevé de l agence d Eiffage Construction d Oberhausbergen pour les mois à venir, il a été choisi de préfabriquer les poutres en usine, de manière à limiter la main d œuvre nécessaire. Ainsi, les retombées des poutres sont préfabriquées, elles sont étayées et servent d appuis pour les prédalles ou les dalles alvéolaires. La partie restante des poutres est bétonnée en même temps que la dalle de compression des prédalles ou des dalles alvéolaires. 26

27 Il est également intéressant de noter que compte tenu du fait que les hauteurs des différentes retombées de poutres sont faibles (de l ordre d une vingtaine de centimètres), la préfabrication en usine se prête bien à la réalisation des poutres de ce projet LES POTEAUX Chaque niveau du bâtiment comporte un certain nombre de poteaux qui se superposent de niveau en niveau. Cette disposition facilite la descente des charges et les dispositions à prendre pour l étaiement et le sous étaiement pendant les travaux. En effet, les charges des dalles sont transmises aux poutres qui les transmettent aux poteaux, qui redescendent les charges dans les poteaux des niveaux inférieurs et ce jusqu aux fondations. Ainsi, les diamètres des poteaux diminuent en descendant dans les niveaux du bâtiment. Les diamètres sont de 25 cm pour l étage, de 30 cm pour le rez-de-chaussée et de 35 cm pour les poteaux arrivant sur les fondations. Il a été choisi de réaliser les poteaux à l aide de coffrages en carton LES DALLES La majorité des dalles du bâtiment sera réalisée en prédalles. Cette disposition constructive découle de la relative faible portée des dalles et de la compétitivité économique des prédalles en Alsace. Lorsque les portées sont trop importantes, des dalles alvéolaires seront utilisées. Cependant, on peut noter qu une partie de la dalle basse du rez-de-chaussée, correspondant à la partie qui sera remblayée, sera coulée en place LES VOILES Les voiles du bâtiment sont de différentes épaisseurs, relativement «standards». Ils participent au contreventement et à la résistance aux efforts sismiques de la structure. Pour ces éléments aussi il existe différents modes de réalisation, et le mode idéal est également déterminer en fonction des contraintes imposées par le chantier. Les principaux sont : voiles en béton banché ou voiles en prémurs. Dans ce cas, les enjeux principaux sont d ordres économiques et liés au planning. Un tableau comparatif prenant en compte le coût des éléments et à la main d œuvre liés à la réalisation à l aide soit de prémurs soit de banches, a été réalisé en parallèle avec le service achats de l entreprise. Cette comparaison a permis de mettre en avant le gain potentiel qu entrainerait une réalisation exclusivement en prémurs. En outre, cette solution permet entre autres de supprimer le besoin en banches. Il a alors été décidé de réaliser l ensemble de la structure exclusivement à l aide de prémurs. 27

28 6. FAÇADES PREFABRIQUEES Comme le précise le marché, Eiffage Construction est en charge des façades du bloc technique. Ces dernières sont en béton et comportent des auvents sur certaines façades du bâtiment. La principale difficulté technique qu engendrent ces dernières consiste en leur liaisonnement à la structure du bâtiment. En effet, plusieurs solutions possédant chacune différentes caractéristiques opératoires et engendrant différents plannings ont été envisagées. FIGURE 6-1 : VUE 3D DU PROJET, AVEC APERÇU DES FAÇADES PREFABRIQUEES 28

29 6.1. MODES OPERATOIRES ENV ISAGES Plusieurs solutions ont été envisagées pour la réalisation façades du bloc technique. Différents modes opératoires ont ainsi été réalisés par l entreprise dès la phase d appel d offres, puis revus en phase de préparation de chantier. Voici les principales solutions envisagées lors de la phase d appel d offres : - Façades préfabriquées comportant des talons reposant sur la dalle. Des ancrages ponctuels sont coulés en place. FIGURE : PRINCIPE DE POSE DES FAÇADES 1 Cette solution technique offre la flexibilité de pouvoir poser les façades à tout moment, notamment une fois le bâtiment terminé. En effet, dans ce cas la pose des façades est indépendante de l avancement du reste du chantier (à partir du moment où les dalles en question sont réalisées). 29

30 - Façades préfabriquées avec talons de l épaisseur de la dalle. FIGURE : PRINCIPE DE POSE DES FAÇADES 2 Cette solution a l avantage d éviter d avoir à coffrer la rive de dalle. Ces solutions ont été soumises au bureau d études afin de vérifier le respect des contraintes structurelles. Finalement c est le principe de la deuxième solution qui a été retenu, quelques modifications de la procédure de pose et d étaiement ont été réalisées sur la solution finale par rapport à celle présentée ci-dessus correspondant à la phase d appel d offres. Différents préfabricants ont ensuite été consultés pour la réalisation de ces éléments. Suite à ces consultations, différentes adaptations techniques ont été étudiées, dans le but notamment de faciliter la préfabrication des panneaux de façade. 30

31 6.2. LIAISONNEMENT DES AUV ENTS L une des adaptations envisagées concerne la réalisation des auvents. En effet, l auvent est la pièce qui rend la préfabrication des éléments de façade compliquée techniquement parlant. Les préfabricants ont l habitude de réaliser des pièces en béton en «2D» (murs, dalles ), les auvents ajoutent une «3eme» dimension qui est compliquée à réaliser compte tenu du fait que les éléments préfabriqués sont usuellement réalisés sur des «tables». Cette difficulté technique se traduit par un coût de fabrication bien plus élevé. Pour contourner ce problème une option de fabrication différente a été envisagée : réaliser les éléments de façade en deux blocs séparés : panneau de façade et auvent. Cette solution offre l avantage d une préfabrication «standard», plus facile que la préfabrication d un élément «3D» et permet ainsi une réalisation à un meilleur coût. Cependant plusieurs difficultés de montage liées à cette option constructive se rajoutent à la pose des façades. En effet, cette option induit la question de pose des auvents préfabriqués ainsi que la question du liaisonnement aux panneaux de façade de ces derniers. Malgré cela, cette option est celle qui a été retenu, en vue des avantages en termes de préfabrication qu elle apporte. FIGURE : PRINCIPE DE LIAISONNEMENT DES AUVENTS 6.3. CONTRAINTES ARCHITECT URALES Les exigences architecturales de ces façades préfabriquées sont relativement importantes et sont clairement explicitées dans le CCTP : «Conformes aux DTU, notamment DTU 22.1 murs extérieurs en panneaux préfabriqués de grandes dimensions du type plaque pleine ou nervurée en béton ordinaire. - murs des façades en panneaux préfabriqués de béton armé, la finition sera lisse et très soignée, sans défauts ni reprise sur site, la finition sera brut de décoffrage les panneaux non convenables ne seront pas acceptés ; 31

32 - teinte gris clair ; - aspect de finition : béton lisse selon élévations ; - épaisseur nominale des panneaux 15 cm environ ; - calepinage des panneaux et des joints selon détails architecte ; - toutes les sujétions de traitement des joints de dilatation, de l'étanchéité à l'air et à l'eau. - y compris tous éléments structurels complémentaires nécessaires pour un parfait achèvement des façades. Mise en œuvre : - avant la mise en œuvre des panneaux d'un niveau, les rejingots des panneaux du niveau inférieur doivent faire l'objet d'une inspection systématique. Les rejingots épaufrés ou fissurés doivent être réparés ; - fixations horizontales par clavetages bétonnés ; - fixations verticales par platines en acier galvanisé chevillées.» En dehors de ces différentes exigences stipulées dans le CCTP, les différentes mesures «habituelles» relatives aux éléments préfabriqués doivent être respectées, notamment en ce qui concerne leur stockage. 32

33 6.4. MODE OPERATOIRE DE POSE RETENU La figure illustre le mode opératoire retenu pour la pose des façades préfabriquées. Comme ce qui avait été envisagé lors de la phase d appel d offres, l option choisie permet d éviter d avoir à coffrer la rive de dalle. La pose des façades se fait quant à elle obligatoirement à l avancement. Le mode opératoire consiste à utiliser des échelles avec des fourches aux deux extrémités pour positionner les façades. Les fourches de la partie basse prenant appui sur le panneau de l étage situé directement en-dessous. Les fourches supérieures permettent de «réceptionner» les façades. La stabilité provisoire ainsi que l aplomb de l ensemble est assuré par un étai tirant-poussant. Une solution similaire avait déjà été réalisée par le groupe il y a quelques années, ce qui ajoute du «poids» à cette solution. Cette technique a de nombreux avantages, notamment l économie de matériel d étaiement. Les autres solutions nécessitaient l utilisation de tours d étaiement. La pose est également rendue moins fastidieuse avec cette solution. FIGURE : MODE OPERATOIRE DE POSE DES FAÇADES RETENU 33

34 7. FUTS DE LA TOUR La partie architecturale appelée «fûts de la tour» dans ce rapport correspond à la partie non elliptique de la tour, où les deux blocs gardent une forme rectangulaire, depuis la galerie technique à m jusqu à l extérieur du bloc technique à m. +15,34 m Fûts de la tour -3,36 m FIGURE 7-1 : FUTS DE LA TOUR 34

35 7.1. MODES CONSTRUCTIFS Deux solutions se distinguent pour la réalisation de cette partie de l ouvrage : - Une solution appelée «bâtiment», ou «à l avancement», - Une solution appelée «Génie civil». La première consiste à réaliser les fûts à l avancement, c'est-à-dire de dalle à dalle, avec les autres voiles du bloc technique, en utilisant des coffrages «classiques». La deuxième solution consiste à monter les blocs des fûts de manière indépendante du reste du bloc technique, en utilisant un outil de coffrage spécial. Ces deux options constructives ont des caractéristiques totalement opposées. En effet, le rendu visuel, ainsi que les durées des deux solutions sont très différents. La solution «Génie Civil» est celle qui a été retenue. Les raisons de ce choix sont multiples, et sont explicitées dans les paragraphes suivants. En effet, la solution dite «à l avancement» est moins propice à l obtention des qualités de parement souhaitées. Et en plus de cela elle rallongerait le planning, compte tenu du fait que le bloc technique et la tour ne pourraient pas avancer de manière indépendante EXIGENCES ARCHITECTURALES Les exigences architecturales relatives aux fûts de la tour sont importantes compte tenu du fait que ceux ci sont en béton apparent. Les contraintes sont d autant plus importantes pour la partie des fûts située à l extérieur du bloc technique. Tout d abord, les voiles doivent avoir une qualité de parement de C5, soit très soignée, comme expliqué au paragraphe 3.5. En plus de cela l architecte a également des exigences spécifiques en termes de calepinage des arrêts de bétonnage, des trous d entretoises, et des panneaux de coffrage. Les choix techniques établis par l entreprise sont alors soumis au contrôle et à la validation de l architecte. 35

36 FIGURE : CALEPINAGE DES FAÇADES (1/2) 36

37 FIGURE : CALEPINAGE DES FAÇADES (2/2) On remarque sur ces vues que seules les dernières levées des fûts de la tour sont visibles, compte tenu du fait que les trois premières levées sont situées à l intérieur du bloc technique et que les façades préfabriquées en cachent encore une partie. Par ailleurs le calepinage est relativement homogène et les impacts des trous de banches et des attaches des consoles pignon sont identiques. Ces plans de calepinage des façades ont permis la validation des modes constructifs par l architecte. 37

38 7.3. CONTRAINTES LIEES AU PLANNING Une des autres exigences importantes du projet concerne le respect du planning. En effet, d importantes contraintes de durée sont à prendre en compte, comme expliqué au paragraphe 3.3. Les deux options ont alors été étudiées en termes de planning. Concernant la solution «bâtiment», une levée des deux blocs de la tour dure le même temps que la levée d un étage du bloc technique. Concernant la solution «Génie Civil», la durée d une levée de la tour est indépendante de l avancement du bloc technique. Dans l optique d évaluer de la manière la plus précise possible la durée d une levée des fûts de la tour, un phasage a été réalisé. FIGURE : EXTRAIT DU PHASAGE DE LA REALISATION DES FUTS DE LA TOUR Ce phasage a également été établi de manière à optimiser les durées de réalisation des fûts. Plusieurs variantes ont été envisagées avant d arriver à la solution retenue. Cette solution permet la 38

39 réalisation d une levée d un fût en 6 jours ouvrés. Les deux tours étant réalisées en quinconce, de manière à ce que lorsque l équipe de ferraillage travaille sur un fût, l équipe de bétonnage et de coffrage travaille sur l autre fût (le ferraillage étant sous traité). Le travail en quinconce a également été rendu nécessaire de manière à n utiliser qu un seul outil de coffrage extérieur, adaptable pour les deux fûts. Concernant les coffrages intérieurs, deux outils différents sont prévus pour les deux fûts. LE PHAS AGE CO MP LET DE REAL IS ATIO N DE S F UTS DE L A TO UR EST PRE SENTE EN ANNEXE 5. Ainsi, l utilisation d un outil de coffrage spécial permet d arriver à la hauteur de 15,34 m en 36 jours ouvrés (6 levées), le bloc technique quant à lui avance au même rythme dans les deux cas (solutions «à l avancement» ou «génie civil»). Suivant le planning établi, on se rend compte que l étape suivant immédiatement après la réalisation de la dalle de toiture (et son séchage) est la pose du platelage provisoire qui permet de réaliser la suite de la tour (voiles elliptiques) puis la vigie. Ainsi, la solution «Génie civil» permet un gain de temps, compte tenu du fait qu une fois la dalle de toiture réalisée, il est immédiatement possible de commencer le montage du platelage, contrairement à l autre solution où il reste encore à réaliser deux levées des fûts de la tour avant de commencer le platelage. La figure présentée ci-après, illustre le calepinage vertical de la tour pour la solution «à l avancement». Cette figure met également en évidence que les différentes levées ne sont pas de la même hauteur, compte tenu de la différence de hauteur des différents niveaux du bloc technique. Des adaptations sont donc nécessaires, contrairement à la solution de «génie civil» où toutes les levées ont la même hauteur, sur les banches lors du passage d un niveau à l autre (ajout ou enlèvement de réhausses ou de sous hausses). 39

40 FIGURE : CALEPINAGE DE LA SOLUTION "A L'AVANCEMENT" LE PHAS AGE GE NERAL DE REAL IS ATIO N DE L APPE L D O F F RE S EST P RESE NT E E N ANNEXE

41 7.4. L OUTIL DE COFFRAGE SPECIAL Suite aux raisons évoquées dans les paragraphes précédents, l entreprise a pris la décision d utiliser un outil de coffrage pour la réalisation des fûts de la tour de contrôle. L entreprise a également émis la volonté que cet outil soit adaptable pour la réalisation ultérieur des voiles elliptiques. Suite à la consultation de différents fournisseurs, l entreprise DOKA a été choisie pour la prestation «coffrage» des fûts et des voiles elliptiques de la tour. Cet outil a pour vocation de permettre la réalisation des voiles extérieurs de la tour de contrôle, en respectant les exigences architecturales du projet, et de manière indépendante de l avancement du bloc technique (à partir du moment où les fondations sont réalisées). Les voiles intérieurs sont quant à eux réalisés en prémurs. Ils sont posés, conformément à ce qui est explicité dans le phasage, après la réalisation des voiles extérieurs. Les escaliers quant à eux sont réalisés de manière indépendante du reste de la tour, en effet, ils ne sont pas sur le chemin critique du planning. FIGURE : VUE UN COUPE D UN NIVEAU DE LA TOUR (AU NIVEAU DE LA PASSERELLE A + 14,35M) Ainsi, cet outil est constitué : - de panneaux de coffrage, avec passerelles d accès sur les côtés extérieurs, - d un platelage intérieur, - de consoles pignon. 41

42 FIGURE : VUE DE L'OUTIL DE COFFRAGE INTERIEUR LE COFFRAGE L outil de coffrage est constitué de plusieurs éléments ayant pour vocation la réalisation des voiles extérieurs des fûts de la tour. Ainsi, cet outil est constitué : - De deux noyaux intérieurs, un pour le petit fût et un pour le grand. Ces noyaux sont constitués de panneaux de coffrage, avec une peau en bois pour une finition optimale. Ces éléments sont liés les uns aux autres de manière à créer deux entités à proprement parler, appelées «noyaux». C est noyaux sont alors grutables, ce qui permet une optimisation des délais. En effet, une levée se réalise de la manière suivante : le noyau est mis en place, les murs sont ferraillés, les banches extérieurs sont placées, puis les murs sont bétonnés. Ainsi, après avoir réalisé une levée d un fût, le noyau en question est déplacé à la grue, nettoyé, puis repositionné. Le décoffrage est réalisé via un système d angles de 42

43 décoffrage. Les banches se «rétractent» lorsqu elles sont soumises à l effort exercé lors du levage. FIGURE : PRINCIPE D'ANGLES DE DÉCOFFRAGE - De six trains de banches de fermeture. Deux des trains de banches du grand fût sont ré-employables pour le petit fût. En effet les dimensions des fûts sont les suivantes : 3 m x 4,50 m pour le petit et 4,50 m x 4,50 m pour le grand. En outre, l utilisation de deux trains de banches supplémentaires n aurait pas permis de gain de temps compte tenu du phasage établi. On note également qu un calage des coffrages est nécessaire en raison de la différence d altimétrie d implantation des plateaux intérieurs et des consoles pignon LES PLAT EAUX INT ERI EURS Les plateaux intérieurs sont des éléments destinés à être placés à l intérieur des différentes trémies de la tour. En effet, conformément au phasage établi, une fois une levée des voiles extérieurs d un fût établi, les banches de fermeture sont retirées, les panneaux de coffrage intérieurs également et les prémurs sont posés puis bétonnés. Une fois cette étape réalisée, les plateaux sont remontés pour la levée suivante, et le noyau replacé. 43

44 FIGURE : COUPE SUR LE GRAND FUT, APERÇU DES PLATEAUX DE TRAVAIL Ces plateaux de travail sont grutables, et décoffrables par l action d une force vers le haut, via un système de clapet. FIGURE : PLATEAUX DE TRAVAIL - SYSTEME DE CLAPET (1/2) 44

45 FIGURE 7.4-6: PLATEAUX DE TRAVAIL - SYSTEME DE CLAPET (2/2) Les plateaux se reposent alors dans des réservations des prémurs ou des murs banchés. Dans le cas des murs banchés (les murs périphériques), les réservations sont telles que représentées sur les figures et et placés au moment du coffrage. Dans le cas des prémurs, les réservations sont traversantes, et permettent l appui des plateaux de deux trémies différentes. Par ailleurs, la détermination des positions des poutres primaires des plateaux est importante, et permet de déterminer et de prévoir les réservations nécessaires dans les prémurs. On notera également que les différents sens de portée des plateaux ont été déterminés de manière à ce que les points d ancrage des plateaux ne se trouvent pas dans une ouverture (porte, gaine technique...). FIGURE : VUE EN PLAN DES RESER VATIONS POUR LES PLATEAUX DE TRAVAIL DANS LES PREMURS 45

46 FIGURE : CALEPINAGE DES RESERVATIONS POUR LES PLAT EAUX DE TRAVAIL DANS LES PREMURS 46

47 Les deux figures précédentes, et 7.4-8, représentent le calepinage des prémurs de la tour et le calepinage de leurs réservations. Ces figures ont permis la commande des prémurs nécessaires. On peut également noter que le calepinage vertical des prémurs a été établi de manière à ceux que l arase supérieure des prémurs corresponde à l arase supérieure des plateaux de travail intérieurs. Ainsi, les arases supérieures des prémurs sont situées légèrement sous les arrêts de bétonnage, à cause des talonnettes prévues de manière à faciliter le coffrage des levées suivantes LES CONSO LES PI GNO N Les consoles pignon sont quant à elles nécessaires au travail à l extérieur des fûts. Les consoles utilisées sont des consoles Sateco, disponibles dans le parc matériel d Eiffage Construction Alsace Franche Comté. FIGURE : CONSOLES SATECO Un plan de console pignon a été établi. Le service des méthodes établi systématiquement ce plan, pour tout chantier nécessitant des consoles pignon (directive Eiffage). Ce plan permet le placement des attaches des consoles conformément aux indications du constructeur. Mais ce plan permet également d anticiper certains problèmes liés à la position des attaches. En effet, il peut arriver que la position d une attache corresponde à la position d une ouverture dans le voile. Ainsi, l utilisation à plusieurs reprises d attaches spéciales s est révélé nécessaire, les attaches «standards» étaient inefficaces (ouverture trop grande..). 47

48 FIGURE : ATTACHE VOLANTE SATECO "STANDARD" FIGURE : ATTACHE VOLANTE SATECO "NEZ DE VOILE" L utilisation d attaches volantes «nez de voile» a permis de résoudre l ensemble des problèmes identifiés. Ces attaches ont permis de pallier aux problèmes causés par la présence d ouvertures sur les façades. Comme leur nom l indique, elles permettent l attache en nez de voile. La figure illustre l utilisation de cette pièce. 48

49 Attaches «nez de voile» FIGURE : VUE EN PLAN DES CONSOLES PIGNON 49

50 8. PLATELAGE PROVISOIRE Deux niveaux de platelage provisoires au dessus du bloc technique sont nécessaires à la réalisation de la partie supérieure de la tour surplombant la partie des «fûts». En effet, un platelage est nécessaire : - Dans un premier temps pour la réalisation des voiles elliptiques de la tour. En effet, la réalisation des voiles elliptiques requiert l utilisation de coffrages spéciaux et de négatifs. La mise en œuvre de ce nouvel «outil» de coffrage ainsi que son emprise, rendent nécessaire la création d un platelage provisoire à ce niveau. - Dans un second temps pour la réalisation de la vigie, de ces voiles et de ces dalles. Un système d étaiement a alors été conçu de manière à rendre possible la réalisation d un premier niveau de platelage à + 15,34 m, puis d un second niveau de platelage à + 21,50 m. Le premier niveau de platelage n étant pas démonté puis remonté au second niveau, ce platelage est conservé de manière à gagner la durée de démontage LES CONTRAINTES ET LA DESCENTE DE CHARGES L étaiement reposant directement sur la toiture du bloc technique, il est soumis à certaines contraintes s y rattachant. - La première concerne la descente des charges, les charges descendant directement sur la toiture du bloc technique, le bâtiment doit pouvoir les «redescendre» jusqu aux fondations. - La seconde concerne la présence d acrotères en toiture (les façades préfabriquées) ayant une arase supérieure à + 8,75 m (les niveaux de toiture étant respectivement de + 6m, m et + 8,20m). Un édicule d ascenseur s élevant à + 8,28m est également présent en toiture. - Le système d étaiement doit rendre possible le travail de l étancheur en toiture. En effet, pour permettre le travail des corps d état secondaire à l intérieur du bloc technique, une fois la partie gros œuvre terminée, il est nécessaire de réaliser une étanchéité en toiture. Il a alors été convenu que l ensemble des tours d étaiement reposeraient sur un réseau de profilés métalliques primaires et secondaires qui reposerait sur des potelets (au droit des poteaux des niveaux inférieurs) en toiture. Ce principe permet alors de : - Transmettre les charges en provenance de l étaiement directement à la structure porteuse du bâtiment (les poteaux). - Faire passer le réseau de profilés au dessus des acrotères et édicules (via les potelets). 50

51 - Rendre possible le travail de l étancheur en toiture. Cependant, l étanchéité qui sera réalisée ne sera que provisoire, l étanchéité définitive ne sera réalisée qu une fois le platelage démonté, à cause de l emprise des poteaux et potelets. LES PLAN S DE P LATE LA G E DU F O UR NI SSE U R E RECTA SO NT P RES E NTES E N ANNEXE RESEAU DE PROFILES La figure représente le réseau de profilés métalliques reposant sur des potelets et des poteaux. On peut remarquer que les poteaux de la toiture sont situés directement au droit de ceux du bloc technique. Un poteau de toiture fait exception à cette règle, en effet, un poteau est situé au droit de la partie de l ouvrage où la structure est constituée de dalles alvéolaires pour les dalles hautes du rez-de-chaussée et du premier étage. Un sous étaiement sera mis en place dans ce cas pour permettre la descente des charges jusqu aux fondations. FIGURE : PLATELAGE PROVISOIRE - VUE DU RESEAU DE PROF ILES 51

52 8.3. PREMIER NIVEAU DE PLATELAGE A +15,34M La figure quant à elle montre le premier niveau de platelage, à + 15,34m. Ce niveau correspond au début de la partie elliptique de la tour. Sur cette vue, l emprise du coffrage est également matérialisée. A l emprise du coffrage il convient encore d ajouter l emprise des lests de stabilisation non représentés sur cette figure. Ces lests sont nécessaires pour cette partie, contrairement à la partie des fûts de la tour, car ici, les panneaux extérieurs de coffrage sont positionnés en premier lieu pour permettre le ferraillage des parties elliptiques. Le platelage a également été conçu légèrement plus grand de manière à garder un certain confort pour le travail. Les charges à reprendre par ce niveau de platelage sont uniquement celle liées à la réalisation des voiles elliptiques : - Lests de stabilisation. - Charges du coffrage. - Surcharges de travail. FIGURE : PLATELAGE PROVISOIRE VUE DU PREMIER NIVEAU (+15,34M) 52

53 8.4. SECOND NIVEAU DE PLAT ELAGE A +21,50M La figure montre le second niveau de platelage à +21,50m. On constate également sur cette figure que le premier niveau de platelage est conservé, comme expliqué précédemment, à cause de contraintes de durée, de manière à «économiser» une semaine de démontage. Les charges à reprendre dans cette seconde partie sont donc celles liées à la réalisation de la vigie : - Dalles basses de la vigie en bac acier d épaisseur 15 cm (arases inférieures à +22,30 m et à +21,80m) - Voiles «oreilles» préfabriqués d épaisseur 30 cm (hauteur d environ 4m) - Surcharges chantier. FIGURE : PLATELAGE PROVISOIRE : VUE DU SECOND NIVEAU (+21,50M) 53

54 9. VOILES TULIPES ET VIGIE 9.1. EXIGENCES ARCHITECTURALES ET CONTRAINTES Les exigences architecturales en termes de parement sont les mêmes que pour les fûts de la tour, de même que les exigences en termes de calepinage. Par ailleurs, la forme des deux tours est totalement différente de la partie inférieure. En effet, à partir de +15,34 m deux des faces de chaque tour s évasent et prennent une forme elliptique. Concernant ces voiles, l architecte a indiqué être indifférent à une forme soit courbe, soit «à facettes». Pour des raisons de fabrication de négatifs par un menuisier, la solution courbe a été retenue. FIGURE : VOILES ELLIPTIQUES, VUE EN PLAN 54

55 FIGURE : COUPE SUR LES VOILES ELLIPTIQUES Les deux vues précédentes permettent de mettre en évidence la nécessité d utiliser des négatifs (représentés en couleurs) pour réaliser cette partie de l ouvrage. Ces négatifs sont soumis à différentes contraintes. La première est tout simplement le respect du gabarit routier. En effet, les caissons bois doivent être transportables par camions. La seconde contrainte consiste en la volonté de réemploi des négatifs d une tour, pour la deuxième (contrainte purement économique). Cette disposition est envisageable car les partie elliptiques des deux fûts sont identiques, la partie elliptique d une des deux tours est cependant plus grande, et nécessite de ce fait des compléments de coffrage. La figure 9.1-1, illustre le fait que les négatifs du petit fût sont ré employables pour la grand en utilisant deux petits compléments (négatifs 2 et 4 sur la figure). Les négatifs 5, 6, 7, et 8 quant à eux seront réalisés en polystyrène, en effet, ils ne servent que de remplissage pour des parties qui ne seront ni accessibles ni visibles. Il avait été proposé de réaliser ces parties de façon pleine en béton, sans les évidements. Cette solution a été refusée par le bureau d études, puisqu elle rajoutait trop de poids en partie supérieure de la tour ce qui est pénalisant d un point de vue de la résistance aux efforts sismiques. Par ailleurs, en dehors de la forme en elle-même des voiles elliptiques, d autres difficultés de réalisation se rajoutent à cette partie elliptique de la tour. En effet, la vigie surplombant les voiles elliptiques est constituée de : - deux niveaux de plancher différents dont les niveaux de dessous dalles se situent à +22,30 m et à +21,80 m - de quatre voiles «oreilles», dont l arase inférieure est à +21,50 m. 55

56 La difficulté provient du fait que l architecte souhaite que l arrêt de bétonnage de la partie «externe» des voiles elliptiques soit au même niveau que l arase inférieure des voiles «oreilles», soit à +21,50 m, et que la partie «interne» des voiles elliptiques s arrête aux niveaux dessous dalles. FIGURE : VUE DE LA JONCTION ENTRE LES VOILES ELLIPTIQUES ET LA VIGIE 9.2. MODE CONSTRUCTIF : LES VOILES ELLIPTIQU ES La volonté de l entreprise est d utiliser le même outil que pour les fûts, incluant certaines adaptations, notamment l ajout de panneaux de coffrage, la levée étant approximativement du double de la hauteur des levées inférieures. Le fournisseur de l outil de coffrage des fûts, fournit ainsi également les éléments de coffrage nécessaires à la réalisation des voiles elliptiques et des voiles de la vigie. Les différentes formes courbes et elliptiques sont obtenues via l utilisation de négatifs. Plusieurs solutions techniques ont alors été proposées avant d aboutir à la solution finale. La figure correspond à la solution proposée par l entreprise HANS. Elle consiste à arrêter l ensemble des bétonnages à +21,50 m excepté les deux voiles courbes qui remontent jusqu aux niveaux dessous dalles, soit + 22,30 m et + 21,80 m. L ensemble des panneaux de coffrage est alors également arrêté à + 21, 50 m et deux «joues» de coffrage permettent de réaliser les parties courbes restantes. Cette solution est celle qui a été retenue. Elle est intéressante notamment parce 56

57 qu elle facilite la gestion des arrêts de bétonnage, par rapport à une solution où tous les éléments du coffrage seraient arrêtés au même niveau, le niveau le plus haut. FIGURE : VUE 3D DE LA SOLUTION HANS POUR LES VOILES ELLIPTIQUES Il est également intéressant de noter que pour réaliser cette partie de l ouvrage, et notamment pour permettre la mise en place des négatifs et du ferraillage, les banches extérieures sont placées avant le noyau intérieur. Ce mode opératoire nécessite d étayer les banches extérieurs, qui dans ce cas, ne font pas office uniquement de banches de fermeture, comme dans le cas des levées précédentes. En effet, lorsque ces banches sont posées en premier, elles ne sont pas stables et sont soumises à l effet du vent notamment. Des lests en béton sont alors prévu pour «ancrer» les étais tirant-poussant retenant les banches. Ces lests sont posés sur le platelage. Ponctuellement, au droit des consoles pignon, les étais sont fixés directement aux consoles pignon. 57

58 9.3. MODE CONSTRUCTIF : LA VIGIE LES VOI LES CO URBES Sur le principe cette phase de l ouvrage se déroule dans la continuité de la phase précédente, excepté qu il n y a plus lieu d utiliser l outil de coffrage à proprement parler, avec les noyaux, les banches de fermetures Cependant les voiles courbes sont réalisés avec un matériel similaire. Les négatifs nécessaires sont également fournis par l entreprise HANS, et les banches par l entreprise DOKA. A ce niveau aussi, le platelage permet la stabilisation des coffrages et le travail dans de bonnes conditions. FIGURE : VUE 3D DE LA SOLUTION HANS POUR LES VOILES COURBES DE LA VIGIE La figure représente les négatifs nécessaires à la réalisation des voiles courbes. Il est intéressant de noter qu ici aussi le négatif nécessaire à la réalisation d un des deux voiles courbes, et réutilisable, via l ajout d un complément pour réaliser le second. Cette constatation permet encore une fois une optimisation d un point de vue économique. 58